Conţinut
Cele trei metode utilizate cel mai des pentru rezolvarea sistemelor de ecuații sunt substituirea, eliminarea și matricele augmentate. Înlocuirea și eliminarea sunt metode simple care pot rezolva eficient majoritatea sistemelor a două ecuații în câțiva pași simpli. Metoda matricilor augmentate necesită mai mulți pași, dar aplicarea sa se extinde la o varietate mai mare de sisteme.
Substituţie
Substituția este o metodă de soluționare a sistemelor de ecuații prin eliminarea tuturor variabilelor cu excepția uneia dintre ecuații și apoi rezolvarea ecuației. Acest lucru se realizează prin izolarea celeilalte variabile într-o ecuație și apoi prin substituirea valorilor pentru aceste variabile în altă ecuație. De exemplu, pentru a rezolva sistemul de ecuații x + y = 4, 2x - 3y = 3, izolați variabila x în prima ecuație pentru a obține x = 4 - y, apoi înlocuiți această valoare a y în a doua ecuație pentru a obține 2 (4 - y) - 3y = 3. Această ecuație se simplifică la -5y = -5, sau y = 1. Conectați această valoare la a doua ecuație pentru a găsi valoarea lui x: x + 1 = 4 sau x = 3.
Eliminare
Eliminarea este o altă modalitate de a rezolva sistemele de ecuații prin rescrierea uneia dintre ecuații în termenii unei singure variabile. Metoda de eliminare realizează acest lucru adăugând sau scăzând ecuații una de la alta pentru a anula una dintre variabile. De exemplu, adăugarea ecuațiilor x + 2y = 3 și 2x - 2y = 3 produce o ecuație nouă, 3x = 6 (rețineți că termenii y s-au anulat). Apoi, sistemul este rezolvat folosind aceleași metode ca și pentru substituție. Dacă este imposibil să anulați variabilele din ecuații, va fi necesară înmulțirea întregii ecuații cu un factor pentru ca coeficienții să se potrivească.
Matrice augmentată
Matricile augmentate pot fi, de asemenea, utilizate pentru a rezolva sistemele de ecuații. Matricea augmentată constă din rânduri pentru fiecare ecuație, coloane pentru fiecare variabilă și o coloană augmentată care conține termenul constant pe cealaltă parte a ecuației. De exemplu, matricea augmentată pentru sistemul ecuațiilor 2x + y = 4, 2x - y = 0 este, ...].
Determinarea soluției
Următorul pas implică utilizarea de operații de rând elementare, cum ar fi înmulțirea sau împărțirea unui rând cu o constantă alta decât zero și adăugarea sau scăderea rândurilor. Scopul acestor operațiuni este de a converti matricea în forma de eșalon rând, în care prima intrare non-zero din fiecare rând este una 1, intrările deasupra și sub această intrare sunt toate zerourile, iar prima intrare non-zero pentru fiecare rândul este întotdeauna la dreapta tuturor acestor intrări din rândurile de deasupra lui. Forma Echelon Row pentru matricea de mai sus este, ...]. Valoarea primei variabile este dată de primul rând (1x + 0y = 1 sau x = 1). Valoarea celei de-a doua variabile este dată de al doilea rând (0x + 1y = 2 sau y = 2).
Aplicații
Substituția și eliminarea sunt metode mai simple de rezolvare a ecuațiilor și sunt utilizate mult mai frecvent decât matricele augmentate din algebra de bază. Metoda de substituție este utilă în special atunci când una dintre variabile este deja izolată într-una dintre ecuații. Metoda de eliminare este utilă atunci când coeficientul uneia dintre variabile este același (sau echivalentul său negativ) în toate ecuațiile. Avantajul principal al matricilor augmentate este acela că poate fi utilizat pentru a rezolva sisteme cu trei sau mai multe ecuații în situații în care substituirea și eliminarea sunt fie imposibile sau imposibile.